CN118911155A - 一种深基坑支护装置及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种深基坑支护装置及施工方法，包括由外向内依次设置的外侧灌注桩、中间灌注桩和内侧灌注桩，内侧灌注桩和中间灌注桩的高度相同且小于外侧灌注桩的高度，外侧灌注桩用于设置在地下结构最外侧墙体外侧，内侧灌注桩用于设置在地下结构最内侧墙体外侧，外侧灌注桩顶部冠梁和内侧灌注桩顶部冠梁之间设有斜撑，所述内侧灌注桩和中间灌注桩顶部冠梁之间设有连梁，连梁延伸至外侧灌注桩且与外侧灌注桩固定以形成三角形支撑结构，本发明的支护装置稳定性好，满足了开挖深度大于10米基坑的支护需求。

Description

一种深基坑支护装置及施工方法

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，具体涉及一种深基坑支护装置及施工方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

随着城市现代化建设的发展，建筑施工中出现越来越多的复杂深基坑工程，复杂基坑受基坑周边的居民楼、复杂道路管线、高水位、地质条件差等因素的影响。作为工程顺利施工的前提，基坑支护的稳定性、可靠性、可操作性及对周边环境的影响显得尤为重要。

专利申请CN111395353A公开了一种基于钢板桩联合竖向斜撑的基坑支护装置及支护方法，设置有钢板桩、支座钢板桩及竖向斜撑，上述支护装置及支护方法施工速度块，钢板桩及竖向斜撑能够周转，节约施工费用，但是上述方案仅适用于基坑深度在10米以内的支护，由于支护装置仅具有钢板桩、支座钢板桩和竖向斜撑，缺少钢板桩内撑，结构不稳定，当基坑深度大于10米时，基坑平面面积较大无法采用钢板桩内撑，上述支护装置斜撑加长造成失稳变形，整体稳定性不足，支护装置可靠性差，影响基坑支护安全，而且后期支座钢板桩需要埋在基坑底土体内部，造成了施工材料的浪费，增大了施工成本。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种深基坑支护装置及施工方法，在不使用钢筋混凝土内支撑的方式下，保证基坑安全使用，整体稳定性好，满足了开挖深度大于10米基坑的稳定支护要求，同时节省了施工材料，降低了施工成本。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种深基坑支护装置，包括由外向内依次设置的外侧灌注桩、中间灌注桩和内侧灌注桩，内侧灌注桩和中间灌注桩的高度相同且小于外侧灌注桩的高度，外侧灌注桩用于设置在地下结构最外侧墙体外侧，内侧灌注桩用于设置在地下结构最内侧墙体外侧，外侧灌注桩顶部冠梁和内侧灌注桩顶部冠梁之间设有斜撑，所述内侧灌注桩和中间灌注桩顶部冠梁之间设有连梁，连梁延伸至外侧灌注桩且与外侧灌注桩固定以形成三角形支撑结构。

可选的，所述外侧灌注桩顶部冠梁设有斜铁，内侧灌注桩顶部冠梁一体式浇注有支撑座，斜撑一端与斜铁固定，另一端与支撑座固定。

可选的，所述斜撑一端与斜铁焊接固定，另一端与支撑座内预埋件焊接固定。

可选的，所述斜铁与外侧灌注桩顶部冠梁内的预埋件焊接固定，所述斜撑与支撑座内的预埋件焊接固定。

可选的，所述深基坑支护装置还包括多个预应力锚索，设定的预应力锚索穿过内侧灌注桩、中间灌注桩，其余的预应力锚索穿过内侧灌注桩、中间灌注桩和外侧灌注桩桩。

可选的，所述预应力锚索与水平面的角度为55°-65°，优选为60°。

可选的，所述斜撑采用角钢格构柱。

第二方面，本发明的实施例提供了一种第一方面所述的深基坑支护装置的施工方法，包括以下步骤：

施工外侧灌注桩、中间灌注桩和内侧灌注桩，其中外侧灌注桩留出用于与连梁固定的钢筋结构；

进行土方开挖直至开挖至内侧灌注桩的标高，开挖时，在中间灌注桩上方、外侧灌注桩内侧空间预留出反压土；

施工外侧灌注桩和内侧灌注桩顶部的冠梁，然后在外侧灌注桩和内侧灌注桩顶部冠梁之间安装斜撑；

斜撑安装完成后，对反压土进行开挖，将反压土挖除后，将中间灌注桩顶部冠梁和连梁同步施工，连梁与外侧灌注桩和内侧灌注桩浇注为一体；

继续对基坑进行开挖直至开挖至设定的目标深度。

可选的，反压土开挖完成后，在外侧灌注桩与连梁的连接位置处、内侧灌注桩冠梁进行植筋，然后绑扎中间灌注桩冠梁的钢筋结构和连梁的钢筋结构，将连梁的钢筋结构与中间灌注桩冠梁的钢筋结构绑扎固定，将连梁的钢筋结构与外侧灌注桩和内侧灌注桩冠梁植入的钢筋绑扎固定，然后进行连梁和中间灌注桩冠梁的混凝土浇筑。

可选的，内侧灌注桩顶部冠梁施工时，同步施工位于内侧灌注桩冠梁顶面的支撑座，外侧灌注桩顶部冠梁施工完成后，将斜铁与外侧灌注桩顶部冠梁的预埋件焊接固定。

本发明的有益效果如下：

1.本发明的深基坑支护装置，内侧灌注桩顶部冠梁、中间灌注桩顶部冠梁及外侧灌注桩之间设置有连梁，外侧灌注桩、连梁和斜撑之间形成了稳定的三角形支撑结构，而且设置有三道灌注桩，使得支护结构更加稳定，承受土体侧向压力的能力更强，满足了开挖深度大于10米的基坑支护需求，提高了整个支护装置的适用性。

2.本发明的深基坑支护装置，采用内侧灌注桩和中间灌注桩，内侧灌注桩和中间灌注桩能够同时作为地下结构的工程桩，实现了内侧灌注桩和外侧灌注桩的二次利用，避免了施工材料的浪费，减少了地下结构工程桩的施工，缩短了施工周期，降低了施工成本。

3.本发明的深基坑支护装置，设置有预应力锚索，与外侧灌注桩、连梁和斜撑之间形成了的三角形支撑结构结合，极大的加强了支护装置的可靠性，满足了开挖深度大于10米的基坑的支护需求。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明实施例1整体结构示意图；

其中，1.内侧灌注桩，2.冠梁，3.外侧灌注桩，4.支撑座，5.斜撑，6.反压土，7.连梁，8.第一道预应力锚索，9.腰梁，10.地下室最内侧墙体，11.斜铁，12.中间灌注桩，13.地下室最外侧墙体，14.第二道预应力锚索。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供了一种深基坑支护装置，如图1所示，包括沿基坑边缘设置的多个外侧灌注桩3，外侧灌注桩3的内侧设有与其平行的中间灌注桩12，中间灌注桩12的内侧设有与其平行的内侧灌注桩1，所述中间灌注桩12和内侧灌注桩1的高度相同且小于外侧灌注桩3的高度，外侧灌注桩3、中间灌注桩12和内侧灌注桩1的底面平齐，位于同一个高度上。

所述外侧灌注桩3用于设置在地下结构最外侧墙体13的外侧，内侧灌注桩1用于设置在地下结构最内侧墙体10的外侧。

所述外侧灌注桩3顶部设有冠梁2，为外侧灌注桩冠梁，中间灌注桩12顶部设有冠梁2为中间灌注桩冠梁，内侧灌注桩1顶部设有冠梁2，为内侧灌注桩冠梁。

其中外侧灌注桩冠梁侧面设有斜铁11，内侧灌注桩冠梁顶面设有支撑座4，对应的外侧灌注桩3和内侧灌注桩1的斜铁11和支撑座4之间设有斜撑5以抵抗外侧灌注桩的土压力。

本实施例中，所述斜撑5采用现有的角钢格构柱，由多个Q235缀板和角钢焊接而成，采用现有结构即可，其具体结构在此不进行详细叙述。

角钢格构柱的尺寸根据工程实际需要计算确定即可，在此不进行详细叙述，角钢格构柱在场外工厂加工后，直接运往施工现场使用。

所述斜铁11与外侧灌注桩冠梁内的预埋件焊接固定，其具有与角钢格构柱进行焊接的斜面，以便于更好的向角钢格构柱传递外侧灌注桩上的土压力，所述支撑座4采用混凝土结构，其与内侧灌注桩冠梁一体式浇筑而成，支撑座4内部预埋有预埋件，支撑座4设有与角钢格构柱端部贴合的斜面并通过预埋件与角钢格构柱焊接固定。

所述内侧灌注桩冠梁、中间灌注桩冠梁之间还设置有连梁7，连梁7垂直于内侧灌注桩1和中间灌注桩12，连梁的一端与内侧灌注桩冠梁连接，另一端连接至外侧灌注桩3，外侧灌注桩3、连梁7和斜撑5形成了稳定的三角形支撑结构，同时设置有三道灌注桩，稳定内侧灌注桩1顶部受力，使得支护结构更加稳定，承受土体侧向压力的能力更强，满足了开挖深度大于10米基坑的支护需求，提高了整个支护装置的适用性。

本实施例的支护装置还包括两道预应力锚索，分别为第一道预应力锚索和第二道预应力锚索，两道预应力锚索平行设置，与水平面的夹角为55°-65°，优选为60°，上方的第一道预应力锚索8依次穿过内层灌注桩冠梁、内层灌注桩1、中间灌注桩12和外侧灌注桩3，下方的第二道预应力锚索14依次穿过内侧灌注桩内侧的腰梁9、内侧灌注桩1、中间灌注桩12。

通过设置预应力锚索，对内侧灌注桩1施加拉应力，进一步提高内侧灌注桩的承压能力，本实施例的支护装置，通过预应力锚索的设置，与外侧灌注桩3、连梁7和斜撑5之间形成了的三角形支撑结构结合，极大的加强了支护装置的可靠性，满足了开挖深度大于10米的基坑的支护需求，采用本实施例中支护装置，能够对深度达到17米的基坑进行可靠支护。

本实施例的支护装置采用内侧灌注桩1和中间灌注桩12，与传统的采用钢板桩相比，内侧灌注桩1和中间灌注桩12能够同时作为地下结构的工程桩，实现了内侧灌注桩和外侧灌注桩的二次利用，避免了施工材料的浪费，减少了地下结构工程桩的施工，缩短了施工周期，降低了施工成本。

实施例2

本实施例提供了一种实施例1所述的深基坑支护装置的施工方法，包括以下步骤：

步骤1：平整场地，依据现场场地条件，使用机械设备平整场地，该步骤采用现有技术即可，在此不进行详细叙述。

步骤2：施工外侧灌注桩3、中间灌注桩12和内侧灌注桩1。

外侧灌注桩3、中间灌注桩12和内侧灌注桩1的施工方法采用现有技术即可，按照测量放样→护筒埋设→钻机定位→泥浆制备→钻进成孔→终孔清孔→钢筋笼制作并吊装→安装导管、二次清孔→浇筑水下混凝土施工流程，各个流程严格按照要求施工，加快施工进度的同时保证成桩质量，该步骤的施工方法采用现有技术，在此不做详细叙述。其中外侧灌注桩3的位置不越过用地红线。

步骤3：进行土方的开挖直至开挖至中间灌注桩12和内侧灌注桩1的标高。

开挖方法采用现有施工方法即可，在此不进行详细叙述，开挖时，对中间灌注桩12上方，外侧灌注桩3内侧的空间预留反压土6，反压土6的坡道为1:1，即反压土朝向基坑的侧面的坡度为45°。

优选的，所述土方的开挖采用分层开挖的方式进行，直至开挖至中间灌注桩和12内侧灌注桩1的标高，即已开挖完成的基坑的底面与中间灌注桩12和内侧灌注桩1的顶面平齐。

步骤4：施工第一道锚索，第一道锚索的施工方法采用现有技术即可，在内侧灌注桩冠梁位置施工第一道锚索，第一道锚索穿过内侧灌注桩1、中间灌注桩12和外侧灌注桩3，严格控制钻杆与土体的水平及竖向夹角，锚索与锚杆一同钻进施工，随之高压旋喷机施工完成后将钻杆撤出，预应力锚索保留，第一道锚索施工方法采用现有技术即可，在此不进行详细叙述。

步骤5：对内侧灌注桩冠梁和外侧灌注桩冠梁进行施工。

内侧灌注桩冠梁和外侧灌注桩冠梁均采用钢筋混凝土结构，施工方法采用现有技术即可，外侧灌注桩冠梁施工时，外侧灌注桩冠梁内部预留预埋件以便于与斜铁11焊接固定，外侧灌注桩冠梁施工完成后焊接斜铁11，内侧灌注桩冠梁施工时，同步浇筑支撑座4，支撑座4内预埋用于与斜撑5焊接的预埋件，内侧灌注桩冠梁达到设定强度后，对第一道锚索进行张拉及固定，形成第一道预应力锚索8，张拉、固定的施工方法采用现有方法即可，在此不进行详细叙述。

步骤6：待内侧灌注桩冠梁和外侧灌注桩冠梁均达到设定强度后，将斜撑5的一端与斜铁11焊接固定，斜撑5的另一端与支撑座4内的预埋件焊接固定。

步骤7：对反压土6进行开挖，将反压土6去除。

步骤8：反压土6开挖完成后，对外侧灌注桩3用于连接连梁的部分进行植筋，植筋完成后，施工中间灌注桩冠梁和连梁7的钢筋结构，将连梁7的钢筋结构与中间灌注桩冠梁钢筋结构以及内侧灌注桩冠梁和外侧灌注桩3植入的钢筋绑扎固定，然后同步对中间灌注桩冠梁和连梁7进行混凝土浇筑。

步骤9：继续对基坑土方进行开挖，开挖至设定深度后，施工第二道锚索，第二道锚索穿过内侧灌注桩1和中间灌注桩12，其施工方法与第一道锚索的施工方法相同，在此不进行详细叙述。然后在第二道锚索位置处施工内侧灌注桩腰梁9，施工方法采用现有技术即可，施工完成后，待内侧灌注桩腰梁9达到设定强度后，对第二道锚索张拉固定，形成第二道预应力锚索14。

步骤10：继续开挖土方直至开挖至设定的目标深度。

基坑施工完成后，开始对地下结构进行施工，首先施工内侧灌注桩内侧的地下结构部分，施工完成后，进行回填，回填至内侧灌注桩1和中间灌注桩12标高后，对斜撑5两端进行切割，对斜撑5进行拆除，拆除过程中，保证回填部分的回填强度达到设定强度。

此时内侧灌注桩1和中间灌注桩12转为工程桩进行利用，对其上方的地下结构继续进行施工，将内侧灌注桩1和中间灌注桩12与筏板基础钢筋连接一同浇筑混凝土，实现临时结构的永久利用。

地下结构的所有部分施工完成后，对基坑进行回填直至回填完成。

本实施例的施工方法，内侧灌注桩1和中间灌注桩12能够同时作为地下结构的工程桩，实现了内侧灌注桩和外侧灌注桩的二次利用，避免了材料的浪费，减少了地下结构工程桩的施工，缩短了施工周期，降低了施工成本。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种深基坑支护装置，其特征在于，包括由外向内依次设置的外侧灌注桩、中间灌注桩和内侧灌注桩，内侧灌注桩和中间灌注桩的高度相同且小于外侧灌注桩的高度，外侧灌注桩用于设置在地下结构最外侧墙体外侧，内侧灌注桩用于设置在地下结构最内侧墙体外侧，外侧灌注桩顶部冠梁和内侧灌注桩顶部冠梁之间设有斜撑，所述内侧灌注桩和中间灌注桩顶部冠梁之间设有连梁，连梁延伸至外侧灌注桩且与外侧灌注桩固定以形成三角形支撑结构。

2.如权利要求1所述的一种深基坑支护装置，其特征在于，所述外侧灌注桩顶部冠梁设有斜铁，内侧灌注桩顶部冠梁一体式浇注有支撑座，斜撑一端与斜铁固定，另一端与支撑座固定。

3.如权利要求2所述的一种深基坑支护装置，其特征在于，所述斜撑一端与斜铁焊接固定另一端与支撑座内预埋件焊接固定。

4.如权利要求1所述的一种深基坑支护装置，其特征在于，所所述斜铁与外侧灌注桩顶部冠梁内的预埋件焊接固定，所述斜撑与支撑座内的预埋件焊接固定。

5.如权利要求1所述的一种深基坑支护装置，其特征在于，所述深基坑支护装置还包括多个预应力锚索，设定的预应力锚索穿过内侧灌注桩、中间灌注桩，其余的预应力锚索穿过内侧灌注桩、中间灌注桩和外侧灌注桩桩。

6.如权利要求5所述的一种深基坑支护装置，其特征在于，所所述预应力锚索与水平面的角度为55°-65°，优选为60°。

7.如权利要求1所述的一种深基坑支护装置，其特征在于，所所述斜撑采用角钢格构柱。

8.一种权利要求1-7任一项所述的深基坑支护装置的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

施工外侧灌注桩、中间灌注桩和内侧灌注桩；

进行土方开挖直至开挖至中间灌注桩和内侧灌注桩的标高，开挖时，在中间灌注桩上方、外侧灌注桩内侧空间预留出反压土；

施工外侧灌注桩和内侧灌注桩顶部的冠梁，然后在外侧灌注桩和内侧灌注桩顶部冠梁之间安装斜撑；

斜撑安装完成后，对反压土进行开挖，将反压土挖除后，将中间灌注桩顶部冠梁和连梁同步施工，连梁与外侧灌注桩和内侧灌注桩浇注为一体；

继续对基坑进行开挖直至开挖至设定的目标深度。

9.如权利要求8所述的深基坑支护装置的施工方法，其特征在于，反压土开挖完成后，在外侧灌注桩与连梁的连接位置处、内侧灌注桩冠梁进行植筋，然后绑扎中间灌注桩冠梁的钢筋结构和连梁的钢筋结构，将连梁的钢筋结构与中间灌注桩冠梁的钢筋结构绑扎固定，将连梁的钢筋结构与外侧灌注桩和内侧灌注桩冠梁植入的钢筋绑扎固定，然后进行连梁和中间灌注桩冠梁的混凝土浇筑。

10.如权利要求8所述的深基坑支护装置的施工方法，其特征在于，内侧灌注桩顶部冠梁施工时，同步施工位于内侧灌注桩冠梁顶面的支撑座，外侧灌注桩顶部冠梁施工完成后，将斜铁与外侧灌注桩顶部冠梁的预埋件焊接固定。